JP3172706U

JP3172706U - 車載用冷温装置

Info

Publication number: JP3172706U
Application number: JP2011006119U
Authority: JP
Inventors: 嘉龍蕭
Original assignee: Ｓｆｊ株式会社
Priority date: 2011-10-19
Filing date: 2011-10-19
Publication date: 2012-01-05
Anticipated expiration: 2021-10-19

Abstract

【課題】自動車車内の任意のカップホルダに適合して装着することができる車載用冷温装置を提供する。
【解決手段】飲料容器５を挿入するために上方に開口された挿入口２と、該挿入口２から挿入された飲料容器５を収納する有底円筒状の金属製の収納部３と、熱伝導を確保するために該収納部３の側面に熱的に結合するように配置された冷熱ユニット６とを有する本体ユニット１と、本体ユニット１を安定に載置するために該本体ユニット１の底面に着脱可能に接続して、自動車内のカップホルダ４に挿入される円筒状のアダプタ１０とを備える。アダプタ１０の外周面には、カップホルダ４に挿入されたとき、カップホルダ４とアダプタ１０との間のすきまを埋めるようにスペーサ２０が貼着される。
【選択図】図１

Description

本考案は、冷熱ユニットによって、飲料容器内の飲料を冷却し、加熱する車載用冷温装置に関する。

缶コーヒー等の飲料容器を金属製の円筒状の収納部に挿入し、収納部の底部に配置されたペルチエ素子に電流を流して飲料容器内の飲料を冷却又は加熱する装置が、特許文献１，２に開示されている。特許文献１には、飲料容器の収納部の底部にペルチエ素子を配置し、ペルチエ素子の反対の面側に放熱板（ヒートシンク）を取り付け、さらに放熱板の放熱フィン側にペルチエ素子から出る熱を排熱するための排気ファンが設置されている冷温装置が記載されている。特許文献２には、特許文献１の構成に加えて、ヒートシンクが装着された冷熱素子（ペルチエ素子）を覆う中空のベースを備えており、この中空のベースは、自動車内のカップホルダ内に安定して装着するためにカップホルダに挿入される。

特開平１１−０５１５３４号公報特開２００２−１４７９１８号公報

特許文献１に記載された冷温装置は、底部に形成されたスカート状の脚部によって、平坦な場所に載置される。この冷温装置では、内蔵された空冷ファンによって、下部ケースに開口された通気口から冷却用の外気を吸引し、上部ケースの通気口から排気して吸熱動作をしているペルチエ素子を冷却する構成となっている。このため、たとえば自動車車内のエアコン吹き出し口に取り付けるタイプのような通気性のあるカップホルダに、この冷温装置が挿入される場合には冷却上の問題は少ないが、自動車車内のアームレスト、ドアポケット、あるいはコンソール内のカップホルダに挿入して用いる場合には、通気性が確保されないので、これらのカップホルダに装着することができないという問題がある。

また、特許文献２に記載された冷温装置も、冷温装置の底部にペルチエ素子が配置され、通風口の空いた中空のベースをカップホルダに挿入する構造となっているので、特許文献１の場合と同様に、通気性のないカップホルダに装着することができないという問題がある。

カップホルダに冷温装置を装着する場合に、カップホルダの深さに相当する程度まで挿入できる挿入部材を別に有していることが好ましく、また、挿入部材の径がカップホルダの径よりも小さく、ガタつきが少ないことが好ましい。しかしながら、自動車車内のアームレスト、ドアポケットや、コンソール内のカップホルダの深さはまちまちであり、カップホルダの径も一律ではないとの問題もある。

そこで、本考案は、自動車車内の任意のカップホルダに適合して装着することができる車載用冷温装置を提供することを目的とする。

本考案の車載用冷温装置は、飲料の入る容器を挿入する挿入口が上方に形成された熱伝導率の高い材質の収納部と、収納部と熱的に結合するように収納部の側面側に配置され、収納部に収納されている容器内の飲料を冷却又は加熱する冷熱ユニットとを有する本体ユニットと、本体ユニットの底面に着脱可能に取り付けられ、車両のカップホルダに挿入されるアダプタとを備える。本体ユニットに取り付けられたアダプタには、更なるアダプタが着脱可能であり、アダプタの外周面には、カップホルダに挿入されたとき、カップホルダとアダプタとのすきまを埋めるようにスペーサが貼着される。

本考案の車載用冷温装置によれば、アダプタの外周にスペーサを着脱可能に固定することによって、自動車車内のさまざまな径を有するカップホルダに適合させることができる。また、冷熱ユニットが収納部の側面側に配置され、本体ユニットの底面にアダプタが取り付けられるようにし、更に、複数のアダプタを着脱可能に連結することができるので、自動車車内のさまざまな深さのカップホルダに適合させることができる。

（Ａ）は、本考案の冷温装置の構成例を示すための分解斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の構成を組み合わせて完成した状態を示す斜視図である。本考案の冷温装置を構成する連結可能なアダプタの連結数を変更した状態を示す斜視図である。（Ａ）は、アダプタを２個連結した場合、（Ｂ）は、アダプタを１個のみ用いた場合、（Ｃ）は、アダプタを用いない場合を示す。本考案の冷温装置を構成するアダプタの（Ａ）上面図、（Ｂ）正面図、（Ｃ）底面図をそれぞれ示した図である。本考案の冷温装置を構成する本体の底面を示す底面図である。（Ａ）〜（Ｃ）は、本考案の冷温装置を構成するスペーサの用い方を説明するための図である。本考案の冷温装置の変形例として、専用カップを用いる場合の状態を説明するための、（Ａ）分解斜視図、（Ｂ）完成図である。本考案の冷温装置に用いられる冷熱ユニットの回路例を示す回路図である。本考案の冷温装置を動作させた場合の、（Ａ）冷却時温度特性と、（Ｂ）加熱時温度特性とを実測した測定データの例を示す図である。

以下、本考案が適用された車載用冷温装置について、図面を参照して説明する。

［車載用冷温装置の構成］
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、本考案の車載用冷熱装置は、飲料容器５を挿入して飲料の冷却又は加熱をする本体ユニット１と、本体ユニット１を自動車内のカップホルダ４に挿入して安定に固定するためのアダプタ１０と、アダプタ１０の外周に接着してカップホルダ４とアダプタ１０とのガタつきを抑えるスペーサ２０とを備える。

［本体ユニット］
本体ユニット１は、飲料容器５を挿入するために上方に開口された挿入口２と、飲料容器５を収納する有底の金属製の収納部３と、収納部３に収納された容器内の飲料を冷却又は加熱する冷熱ユニット６とを有する。挿入口２及び収納部３は、いずれも飲料容器５である飲料缶をそのまま挿入できるように、飲料缶の直径よりやや広い径の円筒状の空間を形成している。また、飲料缶を収納し、取り出しやすくするために、収納部３の深さは、標準的な飲料缶の高さよりも浅く設定されており、飲料缶を収納部３に収納した場合には、飲料缶の上部が少し露出するようになっている。３５０ｍｌの飲料缶は、缶の直径が約６６ｍｍであり、缶の高さが１２０ｍｍ程度である。好ましくは、本体ユニット１の挿入口２及び収納部３の径は、約６７ｍｍに設定され、深さは、約７０ｍｍに設定される。なお、上述した通り、飲料缶を挿入するためには、挿入口２及び収納部３の形状は円形及び円筒状であることが好ましいが、必ずしも円形でなくともよい。

冷熱ユニット６は、収納部３の側面に熱的に結合するように配置される。そして、本体ユニット１は、冷熱ユニット６内に内蔵される制御部によって、自動車のバッテリから、たとえば冷熱素子としてのペルチエモジュールに電力を供給し、ペルチエモジュールを冷却又は加熱モードで動作させることによって、熱的に結合された収納部３の側面を冷却又は加熱して、飲料容器５内の飲料を冷却又は加熱する。冷熱ユニット６を収納部３の側面に配置することによって、アダプタ１０を本体ユニット１の底面に配置することが可能となり、自動車車内のカップホルダ４にアダプタ１０を挿入しても、冷熱ユニット６の放熱の妨げにならないようにすることができる。なお、冷熱ユニット６内のペルチエモジュールは、吸熱動作、すなわち冷却モードで動作をする場合に、吸熱面の反対側の面が発熱するので、冷却効率を上げるためにペルチエモジュールの発熱面を冷却するのが好ましい。図示していないが、この目的のために、ペルチエモジュールの発熱面に放熱板を装着し、さらにファンを取り付けてペルチエモジュールを空冷するのが好ましい。図１に示すように、冷熱ユニット６の一方の面に冷却用の吸気をするための換気口７と他方の面に排気をするための換気口７が開口される。

［アダプタ］
アダプタ１０は、有底円筒形状をしており、円筒の径方向に凸部１１と、凸部１１に隣接して凹部１２が形成されている。また、上縁部に本体部ユニットの底面に連結するための係止爪１３が形成されている。図１及び２においては図示されないが、アダプタ１０の底部周縁には、係止爪１３が係合する係止孔１４が開口され、アダプタ１０同士を連結するのに用いられる。また、本体ユニット１の底部にも係止孔が開口されており、アダプタ１０の係止爪１３を係合させて、アダプタ１０を本体ユニット１の底部に着脱可能に連結する。

本体ユニット１を安定に載置するために、本体ユニット１に装着したアダプタ１０を自動車車内のカップホルダに挿入する。図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、３個のアダプタ１０を連結して用いることもでき、図２（Ａ）に示すように、２個のアダプタ１０を連結して用いたり、図２（Ｂ）に示すように、１個のアダプタ１０を用いることもできる。あるいは、図２（Ｃ）に示すようにアダプタ１０をまったく用いずに本体ユニット１を自動車車内のダッシュボードやコンソールトレイ上のような平坦な場所に載置することも可能である。このようにして、さまざまな深さの自動車車内のカップホルダに適合させることができる。なお、カップホルダ内やダッシュボード上等で本体ユニット１が滑らないようにするために、アダプタ１０又は本体ユニット１の底部にスポンジ状の樹脂により成形された台座２１を貼付するようにしてもよい。

図３（Ａ）等に示すように、アダプタ１０は、自動車内のカップホルダに挿入した際にカップホルダの形状に適合するように、ほぼ円筒状をしており、円筒の径方向に凸状をなす凸部１１と、径方向に凹部１２とを有している。凸部１１と凹部１２とは、好ましくは、アダプタ１０の外周上をほぼ等間隔に交互に合計４個ずつ配置される。アダプタ１０は、その上縁部の４箇所に係止爪１３を有しており、その底部には係止爪１３に相当する箇所に係止孔１４を有している。好ましくは、係止爪１３は、凹部１２の周上で上方に向かって突出する突出部１３ａと、その突出部の先端に形成されたフランジ状のストッパ１３ｂとからなる。係止孔１４は、係止爪１３のフランジ状のストッパ１３ｂが挿通できる広い開口１４ａと、突出部のみが挿通できる狭い開口１４ｂとからなっている。２つのアダプタ１０を連結する場合には、一方のアダプタ１０のすべての係止爪１３のフランジ状のストッパ１３ｂを、他方のアダプタ１０のすべての係止孔１４の広い開口に合わせて挿入する。その後、狭い開口の方向に一方のアダプタ１０をひねることによって、フランジ状のストッパ１３ｂが狭い開口１４ｂの内面に係止されて抜け止めとなるので、双方のアダプタ１０を固定することができる。

本体ユニット１へのアダプタ１０の装着には、図４に示すように、本体ユニット１の底部に開口された、アダプタ１０に開口された係止孔１４と同一形状の係止孔８に、アダプタ１０の係止爪１３を挿入しひねって固定する。

アダプタ１０は、カップホルダの形状、寸法に合わせて４個以上連結することも可能であることは言うまでもない。アダプタ１０は、好ましくはＡＢＳ樹脂のような合成樹脂を射出成型金型を用いて一体成形により製造されるが、他の周知の技術を用いることももちろん可能である。なお、アダプタ１０は、使用時の強度を増すために係止孔１４のある側に底面を有するが、円筒の肉厚を厚くし強度を確保した上で底面をなくした円筒形状としてもよく、また底面に代えて、強度を確保するために円筒内に梁を形成するようにしてもよい。また、係止爪と係止孔とによる連結に限らず、アダプタ１０の上縁及び下縁にそれぞれオスメスのねじを切って、これらをねじ込むことにより、アダプタ１０を相互に連結させるようにしてもよい。

このようにして、複数の円筒状のアダプタ１０を連結し、本体ユニット１に装着することによって、自動車車内のカップホルダへの挿入部材としての全長を長くすることができる。たとえば、アダプタ１０の高さを３ｃｍ程度に設定し、アダプタ１０を３個まで連結することとすると、アダプタが１個で３ｃｍ、２個で６ｃｍ、３個の場合には９ｃｍの長さの挿入部材となり、さまざまなカップホルダに適合させることができる。

［スペーサ］
スペーサ２０は、アダプタ１０の補助部材であり、樹脂性でほぼ方形状で所定の厚さを有する。アダプタ１０の凸部１１又は凹部１２にたとえば両面テープによって接着固定し、アダプタ１０の外径寸法を調整する。凸部１１にスペーサ２０を両面テープによって接着すると、より大口径のカップホルダに適合し、凹部１２にスペーサ２０を接着すると、もとのアダプタ１０より少し大きい口径のカップホルダに適合させることができる。スペーサ２０は、カップホルダとの若干の口径の相違を吸収して、カップホルダと接触するように弾力のあるスポンジ状の樹脂によって形成されるのが好ましい。

スペーサ２０の厚さは、アダプタ１０の凸部１１と凹部１２との段差よりも若干厚く形成される。４つのスペーサ２０のそれぞれを、アダプタ１０の４つの凸部１１上に装着し、両面テープで接着する。また、４つのスペーサ２０のそれぞれを、アダプタ１０の４つの凹部１２内に装着し、両面テープで接着することもできる。図５（Ａ）に示すように、スペーサ２０をまったく使用しない場合には、もっとも径の細いカップホルダ４に適合し、図５（Ｂ）に示すように、アダプタ１０の凹部１２にスペーサ２０を装着した場合には、より太い径のカップホルダ４に適合する。さらに、図５（Ｃ）に示すように、凸部１１にスペーサ２０を装着すれば、もっとも太い径のカップホルダ４に適合させることができる。

自動車車内のカップホルダの径は、３５０ｍｌの飲料缶を置けるように寸法が決められている場合が多いので、カップホルダに挿入するアダプタ１０の凸部１１についての径は、飲料缶の直径に合わせて約６６ｍｍとすることが好ましい。凹部１２についての径をたとえば５３ｍｍとし、スペーサ２０の厚さを約１０ｍｍとすると、スペーサ２０を凹部１２に装着した場合のアダプタ１０の直径は、図５（Ｂ）に示すように、７３ｍｍ程度となる。凸部１１に厚さ１０ｍｍのスペーサ２０を装着すると、図５（Ｃ）に示すように、約８６ｍｍの直径となる。したがって、スペーサ２０を両面テープで接着するアダプタ１０の外周上の位置によって、最大で８６ｍｍ程度のカップホルダまで適合させることができる。なお、４か所の凸部１１又は凹部１２のすべてにスペーサ２０を装着する場合について説明をしたが、任意の箇所、任意の数のスペーサ２０を装着してもよく、その場合には、上述した寸法以外の径にも適合させることができる。また、スペーサ２０は、カップホルダ４とアダプタ１０との間に多少のすきまを生じても、振動によるガタつきを抑制する効果を有する。

［専用カップ］
飲料缶の直径は、上述したとおり、３５０ｍｌ缶の場合には約６６ｍｍであるが、２５０ｍｌ缶の場合には、直径は５３ｍｍ程度のものが多い。挿入口２と収納部３の直径を６６ｍｍに設定していると、このような細い飲料缶を挿入した場合には、収納部３に飲料缶の表面が十分接触できないために、飲料の冷却又は加熱をしにくくなる。また、直径が６６ｍｍを超えるような飲料缶や、寸法や形状がさまざまなペットボトルの場合には、収納部３にこれらの容器を収納できないという問題を生じる。さらに、ペットボトルのような樹脂性の容器は、熱伝導が悪いために冷却及び加熱の効率が悪い。また、樹脂性の容器の場合には、加熱モードで使用する場合に、耐熱温度の問題を生じる場合もある。

このような場合に、図６に示すように、挿入口２及び収納部３の直径に適合する径と収納部３の深さに適合する長さとを有し、アルミニウム等の熱伝導の良い金属製の専用カップ３０を有している。この専用カップ３０には、飲料缶中の飲料をこの専用カップ３０に注ぎ入れるようにしてもよい。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、専用カップ３０は、アルミ等の金属製であり、金属製の収納部３に密着するようにしぼり加工等によって形成されているので、熱伝導がよく、冷熱ユニット６で吸収又は生成した熱を専用カップ３０に効率よく伝導させることができる。専用カップ３０中に注ぎ入れた飲料を冷却又は加熱した後、他のカップに移し替え、又は専用カップ３０で飲料を飲むことができる。なお、専用カップ３０は、上述したように、それ自体金属製で高温又は低温になっているので、手にもつ場合にやけど等をしないように、専用カップ３０の上部を熱伝導の低いＡＢＳ樹脂等によって環状の把持部３１を追加してもよい。把持部３１には、さらに手で持ちやすいように樹脂による一体成型技術を用いて取手を形成してもよい。また、自動車走行時の振動等によって専用カップ３０に入れた飲料がこぼれないように、専用カップ３０の上縁に嵌合させるように装着する蓋体３２を備えるようにしてもよい。

このような専用カップ３０を設けることによって、サイズや形状、材質の異なる飲料容器に入っている飲料に対しても、効率よく冷却し、加熱することが可能になる。

［冷熱ユニット］
図７に示すように、本考案の車載用冷熱装置の本体ユニット１に用いられる冷熱ユニットは、シガーライタソケットに挿入して自動車のバッテリから電力供給を受ける電源プラグ４１と、冷却モード、加熱モード、停止を切り換えるスイッチ４２と、スイッチ４２の位置により冷却モードか加熱モードか停止状態かを表示するＬＥＤ４３，４４と、ＬＥＤ４３，４４の電流を設定する電流制限抵抗４５と、加熱モード時に設定温度以上で接続が切れるサーモスタット４６と、ペルチエモジュール４７と、ペルチエモジュール４７を空冷するためのファン４８とを有している。

スイッチ４２は、２極双投スイッチであり、中心位置で接続が切れるセンターＯＦＦタイプのものを用いるのが好ましい。

ペルチエモジュール４７は、サーモスタット４６を介してスイッチ４２に接続されており、スイッチ４２の倒れた向きによってペルチエモジュール４７に流れる電流の向きが変わるように接続されている。図７に示すようなスイッチ４２の接続の場合に、ペルチエモジュールが吸熱モード、すなわち冷却モードとなるような極性に接続されている場合には、バッテリ５０からの電流は、電源プラグ４１、スイッチ４２を通り、サーモスタット４６を介してペルチエモジュール４７に流れるとともに、電流制限抵抗４５を介してＬＥＤ４４に流れて、たとえば緑色に発光することによって冷却モードで動作中であることを示す。このとき、ペルチエモジュール４７の吸熱面は、本体ユニット１の金属製の収納部３に熱的に結合されている。一方、ペルチエモジュール４７の吸熱面の反対側の発熱面は、吸熱エネルギとペルチエモジュールの効率に応じて発熱をするので、バッテリ５０のプラス側とマイナス側とに接続されたファン４８が動作して、ペルチエモジュール４７の発熱面を冷却して、ペルチエモジュール４７の冷却効率を低下させないようにする。

スイッチ４２を、図示とは反対側に倒したときには、バッテリ５０からの電流は、電源プラグ４１、スイッチ４２を通して、ペルチエモジュール４７に上述の場合とは逆向きの電流を流す。また、バッテリ５０の電流は、ＬＥＤ４３に流れて、たとえば橙色に発光することによって、本体ユニット１が加熱モードで動作していることを示すことができる。この場合には、ペルチエモジュール４７を冷却する必要がないので、スイッチ４２によってファン４８への電源を切断して、ファン４８を停止する。

なお、上述では、ペルチエモジュール４７に流す電流の方向をスイッチ４２によって、冷却モードと加熱モードとを切り替える例を説明したが、回路を変更して冷却モードのみで動作するようにしてもよく、あるいは加熱モードのみで動作するようにしてもよい。加熱モードのみであれば、ペルチエモジュール４７を冷却する必要がないので、放熱板やファンは不要となる。

図８は、図１に示すような車載用冷温装置を動作させて、３５０ｍｌ缶に入れた飲料の液温の時間変化を測定した図である。図８（Ａ）は、スイッチ４２の操作によって、ペルチエモジュールを冷却モードとした場合の液温の変化をプロットした図である。外気温約２７度に対して、約２時間３０分後に１０度まで低下させることができたことを示す。図８（Ｂ）は、ペルチエモジュールを加熱モードで動作させた場合の液温の変化をプロットした図である。液温は、３０分後に６０度程度まで上昇すると、サーモスタット４６によって回路は切断され、液温が５０度程度まで下降する。５０度程度まで液温が低下すると再びサーモスタット４６によって回路が接続される。これらの動作が繰り返され、約５０度から約６０度の液温に保たれる。サーモスタット４６の温度設定を変更してもよく、また、サーモスタット４６に代えて、サーミスタのような感温素子を用いることももちろん可能である。

以上説明した車載用冷温装置は、具体例を説明するためのものであって、上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは言うまでもない。

１本体、２開口部、３収納部、４カップホルダ、５飲料容器、６冷熱ユニット、７換気口、８係止孔、１０アダプタ、１１凸部、１２凹部、１３係止爪、１４係止孔、１５底部、２０空隙調整補助部材、２１台座、３０専用カップ、３１把持部、３２蓋体、４１電源プラグ、４２スイッチ、４３，４４ＬＥＤ、４５電流制限抵抗、４６サーモスタット、４７ペルチエモジュール、４８ファン、５０バッテリ

Claims

飲料の入る容器を挿入する挿入口が上方に形成された熱伝導率の高い材質の収納部と、該収納部と熱的に結合するように該収納部の側面側に配置され、該収納部に収納されている容器内の飲料を冷却又は加熱する冷熱ユニットとを有する本体ユニットと、
上記本体ユニットの底面に着脱可能に取り付けられ、車両のカップホルダに挿入されるアダプタとを備え、
上記本体ユニットに取り付けられたアダプタには、更なるアダプタが着脱可能であり、
上記アダプタの外周面には、上記カップホルダに挿入されたとき、該カップホルダと該アダプタとの間のすきまを埋めるようにスペーサが貼着されることを特徴とする車載用冷温装置。
上記アダプタは、外周面に、凸部と凹部とを有し、
上記スペーサの厚さは、上記凹部の深さより厚く、
上記スペーサは、上記凸部及び／又は上記凹部に取り付けられることを特徴とする請求項１記載の車載用冷温装置。
上記凸部と上記凹部は、上記アダプタの外周面の周回方向に、等間隔に形成されていることを特徴とする請求項２記載の車載用冷温装置。
上記収納部にほぼ密着して収納される大きさの熱伝導率の高い材質で形成された専用カップを更に備えることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載の車載用冷温装置。
上記専用カップは、その上部に、該専用カップの熱伝導率よりも低い熱伝導率の材質で形成された把持部を有することを特徴とする請求項４記載の車載用冷熱装置。
上記冷熱ユニットは、通電方向によって冷却又は加熱モードで動作するペルチエモジュールと、該ペルチエモジュールを冷却するためのヒートシンク及びファンと、過熱防止のための感温素子と、該ペルチエモジュール及び該ファンの通電状態を制御するための制御回路とを含み、
上記制御回路は、上記ペルチエモジュールに流す電流の向きを切り換えることによって、冷却状態と加熱状態とを切り換え、冷却状態のときには上記ファンを駆動することによって該ペルチエモジュールを冷却し、加熱状態のときには、上記感温素子によって上記飲料の温度制御を行うことを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の車載用冷温装置。